JPH04313174A - ドット制約式手書き文字認識装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、手書きした文字を制約
して読み取りエラーを低減する手書き文字認識に関する
。特に、本発明は、予め印刷したドットからなる配座に
おいてドットを連結することによって形成された文字の
読み取りに関する。本発明は、特に、手書き文字がノイ
ズ、ひずみを受け易い場合、たとえば、手書き文字をフ
ァクシミリで伝送しようとする場合に有用である。

【０００２】

【従来の技術】現在の性能レベル 今日、手書き文字を読み取ることのできる読み取り機が
市販されている。書こうとしている文字は、光カラー式
の矩形ボックスに入るものに制限される。このような文
字読み取り技術の現況は、個々の文字について約９０〜
９５％の識字率である。未フォーマット化（手書き）ジ
ップコード、たとえば、郵便用のジップコードを読み取
る機械は、読み取っているジップコードの１２〜１４％
を拒絶する傾向があるが、これは使用可能な誤り率であ
る。したがって、手書き文字の読み取りは、現時点では
、一部解決されただけである。

【０００３】特殊な環境 ＣＣＩＴＴ　Ｇｒｏｕｐ　３　ファクシミリ（ファック
ス）伝送［８×４画素／ｍｍ解像度に相当する］で送ら
れてきた画像から手書き文字を読み取ることは、独立型
ＯＣＲ機による読み取りよりもはるかに挑戦的な仕事で
ある。ＯＣＲ読み取りフォームは、位置制約整合および
文字分離のために予め印刷した着色ガイドラインやボッ
クスを使用することができる。ガイダンス・ボックスは
、読み取り機内の光学カラーフィルタを用いて読み取ら
れている文字と混同されないようになっている。これは
、通常は白黒像の伝送に限られるファックスでは不適で
ある。正確な読み取りの困難さに加えて、ファックスプ
ロセスそれ自体で灰色の陰影部を走査して二進画素要素
に変換するという不可避のプロセスがある。

【０００４】制約文字の従来技術 制約文字を記載している文献としては多くの特許がある
。本発明者等の知っている限りで本発明に最も近い技術
が、Ｒ．Ｇ．Ｓｉｅｇａｌに発行された米国特許第４，
１３２，９７６　号および同第４，２７５，３８１　号
で具体化されている。最初に述べた米国特許は、白丸の
均一に予め印刷された網状組織を示している。Ｓｉｅｇ
ａｌは、３×３の丸からなるマトリックスを用いて文字
を書くことができるということを教示している。文字は
、これらの丸内で始まり、終わるように書かれ、これら
の文字が各丸形接合領域内にマーキングが存在するか存
在しないかに注目することによって検出される。丸内に
入るマークは、二進数字として検出され、処理されるが
、その組の二進数字は二進ワードとして処理される。順
次に、このように検出された各二進ワードは、推定文字
に変換される。Ｓｉｅｇａｌの二番目の米国特許では、
Ｓｉｅｇａｌは、全部で１３個の接合領域について、中
心丸のまわりで使用することになっている４つの付加的
な丸を加えている。Ｓｉｅｇａｌは、接合領域を検査す
るだけで文字の形状制約を除いている。Ｓｉｅｇａｌの
発明は、接合領域にのみ注目しており、相互接続する線
分には注目していない。事実、Ｓｉｅｇａｌのフォーム
は、選定した丸で着色を行って所望文字を形成すること
でしか使用できない。

【０００５】ファックス使用時、マークが各丸内に作ら
れているかどうか、すなわち、丸それ自体のコース・デ
ィジタル・ファックス走査プロセスの加工物であるかど
うかを確率で決定するのは特に難しい。

【０００６】非制約文字の従来技術 文字が制約を受けていない手書き文字認識の分野には膨
大な文献がある。文字認識プロセスは３つの相に分解で
きる。すなわち、事前処理、認識、事後処理である。 事前処理 文字のサイズ、位置、整列、見かけの変動が認識プロセ
スに悪影響を与える。事前処理法は文字毎の変動を減ら
すことを目的としている。 認識 認識段階では、各未知の文字を許容文字セットと突き合
わせる。非常に広範囲にわたって種々の認識法が文献に
見出される。これは次のようにグループ分けできる。す
なわち、１）形状または分岐点のような特徴認識法、２
）１つの文字を位置ベースのステンシルと突き合わせる
全突き合わせ法（時に、テンプレート突き合わせ法とも
呼ばれる）、３）これら両タイプの方法の組み合わせで
ある。

【０００７】特許文献には、広範囲にわたる種々の認識
アルゴリズムが見出される。或るアルゴリズムは、認識
しようとしている文字の「完全モデル」を使用する。他
のアルゴリズムでは、一組の「実ワールド」サンプルに
ついて学習を行う。最近の流行では、一組のサンプルに
ついて学習を行う神経ネットワークを使用する。神経ネ
ットワークの１つの魅力は、簡単な訓練で、分離要因に
ついての原理を理解することなく作動し得るということ
にある。負の要因は、訓練期間が非常に長いということ
であるが、時には、認識アルゴリズムがソフトウェアで
のみ試みられる長い認識プロセスを含む。

【０００８】事後処理 最後に、文字認識の事後処理相がある。ここでは、付加
的なコンテキスト情報の他に、読み取られつつある各文
字の予想頻度または従来公知の制約を用いる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】手書き文字を読み取る
際の誤り率を許容限度すれすれの現行誤り率からかなり
低下させることが望ましいであろう。本発明は、代替法
を超える有意の改良を行う。

【００１０】本発明の好ましい実施例によれば、描こう
としている各文字の形成を予め印刷したドット配座を用
いて容易にする。一層詳しく言えば、ドットをほぼ真直
ぐな線で相互に連結することによって文字を形成する。 書き方は、各個別の文字を、ほぼ同じ方法、すなわち、
同じサイズと形で描かせるドットの行列とオプションの
間隔線とによって制約される。このような制約は、事実
上、事前処理段階に等しく、同じ機能を果たす。

【００１１】本発明の一形態では一組の３×３のマーキ
ングを用いるが、ここで使用する方法は、上述したＳｉ
ｅｇａｌの米国特許に開示されているものとはかなり異
なる。 この差異は、本発明の文字定義が、Ｓｉｅｇａｌにおけ
るように接合点丸内に制約されたマークによってではな
くて、むしろ、当該ドットを連結する基準点とは別の真
直ぐな線分で与えられるということにある。以下により
完全に説明するように、ファックス用途でＳｉｅｇａｌ
法を使用するのは不可能である。その理由は、ドットま
たは丸のような、接合点で位置を示すマーキングがファ
ックス・プロセスでピックアップされ、文字の読み取り
の際に含まれてしまうからである。これは、ファックス
・サーバの受け取った書類に異質の情報を加えてしまう
。

【００１２】ここでの目標は、特に、すべての手書き文
字を同じに見えるようにして認識プロセスを容易にする
ことにある。一層詳しくは、目標は、できるだけ多くの
手書き文字の可変要因、特に、サイズ変動、線の太さな
どの比較的小さい差別情報を含む要因を除去することに
ある。

【課題を解決するための手段】本発明は、機械読み取り
に適した手書き文字を書くようになっている制約文字入
力フォームを提供し、このフォームは、手書き文字を受
けるウェブを包含し、このウェブ上には、列，行に配置
した少なくとも３つの最小サイズの可視ドットからなる
カウント可能な数の配座が予め印刷してある。これらの
配座は、３つの等間隔のドットからなる行の間隔に等し
い高さを有し、２つまたはそれ以上のドットから始まり
、ドットで終わるほぼ真直ぐな線を用いて文字を手書き
できるようになっている。本発明は、また、自動化文字
読み取りシステムに手書き文字を入力する方法も含む。 まず、行，列に配置した少なくとも３つの最小サイズの
可視ドットからなるカウント可能な数の予め印刷した配
座に手書き文字を受け入れるウェブを用意する。これら
の配座の各々は、３つの等間隔のドットの行の間隔に等
しい高さを有し、２つ以上のドットから始まり、ドット
で終わる線として文字を手書きできるようになっている
。次いで、ウェブ上にカウント可能な数の文字を手書き
する。このウェブにおいて、各文字は選定されたドット
で始まり、終わる一連の線として描かれる。次に、ウェ
ブを光学的に走査して、或る配座内の各対の隣り合った
ドット間でウェブ上にあるマーキングに対応する電気信
号を発生する。最後に、これらの信号を一組の許容文字
に対応する一組の基準信号と比較し、手書き文字に最も
一致する文字について判断を行う。

【００１３】

【実施例】図１、図１１を参照して、ここには、文字毎
に９ドット・マトリックス・フィールド１２を用いて手
書き文字を受け入れる文字入力シート１０の第１実施例
が示してある。

【００１４】図２および図３に示すように、ユーザは、
個別のドット・マトリックス・フィールド１２内に真直
ぐな線ですべての文字を描くことになる。各線は、１つ
のドットで始まり、１つのドットで終わる。「Ｉ」字形
のバー状フィールド・セパレータ１４が設けてあり、文
字フィールドの整列を助けて文字の読み取りを容易にす
るようになっている。フィールド・セパレータ１４は、
各マトリックス・フィールド１２に記録された手書き文
字の読み取りを整列、正規化し、読み取り、複写または
伝送のプロセス中に水平方向、垂直方向の変位、サイズ
拡張および回転を補正するために設けた基準マーキング
である。

【００１５】図２および図３は、さらに、数字０から９
のサンプルと、９ドット・マトリックス・フィールド１
２に記録されたアルファベット大文字のサンプルとが示
してある。これらの図の各々でわかるように、数字の「
１」と文字の「Ｉ」とを除いて、各文字はフィールド１
２の３×３マトリックスの全サイズにわたっている。 「１」および「Ｉ」については、これらの文字は、フィ
ールド１２の中央で全高にまたがる垂直方向の線分とし
て描かれているだけである。「１」（２４′）および「
Ｉ」（２６）は、図５に示すように、本発明の３×３マ
トリックス全体にわたるように描くこともできる。

【００１６】これらの文字セットは、数字やアルファベ
ット文字のいくつかの間での混乱なしにすべての数字ま
たはすべてのアルファベット文字のみが要求される場合
に使用することができる。図２、図３の文字セットが一
緒に用いられる場合には、数字０、１、５、８とアルフ
ァベット文字Ｏ，Ｉ，Ｓ，Ｂとの混同を避ける何かを実
行しなければならない。

【００１７】電話番号を受け入れるスペース（アルファ
ベット文字は許されない）のような或る種の用途では、
これらの数字とアルファベット文字の間のあいまいさは
自動的に回避される。各文字のサンプル・セットを実際
に示し、未経験のユーザに各文字をどのように書くかを
指示することはできる。

【００１８】一方、使用時の制約を最小限に抑え、ユー
ザが任意好みの方法で手書き文字を形成できるようにす
ることも可能である。これは、実際に、書き手がたとえ
想像力豊かでなくても、マトリックス・フィールド１２
内のドット数を与える別の記号として各文字を書くこと
ができる方法がほんの限られた数しかないために、可能
となる。次に、事後処理段階で、許容記号の各々を文字
セットにマップ処理する。たとえば、３種の許容できる
描写法がある場合、「６」はそれぞれ「６」として出力
されることになる。

【００１９】図４は、本発明における９ドット・マトリ
ックス・フィールド１２を用いて、文字「Ａ」（１６）
，「Ｋ」（１８），「Ｍ」（２０），「Ｗ」（２２）に
ついての種々の潜在的なフォームの選択を示している。 事後処理相中に、各記号は同じ文字として定義される。 ここには、いくつかの文字を書くための多くの代替方法
があるということを例示しているだけであり、ここに示
すものに限定するつもりはない。書き手が文字の書く線
分が常にドットで始まり、ドットで終わるというルール
に従っているかぎり、本読み取りシステムは書かれた文
字を決定することはできるであろう。

【００２０】同様に、図５は、数字「１」（２４）を文
字「Ｉ」（２６）から区別し、文字「Ｓ」（２８）を数
字「５」（３０）から区別し、文字「Ｏ」（３２）を数
字「０」（３４）から区別し、文字「Ｂ」（３６）を数
字「８」（３８）から区別する潜在的な方法を示してい
る。

【００２１】図６は、本発明の９ドット・マトリックス
・フィールド１２を用いて、アルファベット小文字をア
ルファベット大文字から区別する方法を示している。小
文字のそれぞれについて、文字「ｉ」を除いて、各文字
は、３×３フィールドの最も左または最も下の２×３部
分に制限される。小文字「ｉ」は、３×３フィールドの
最も左の１×３部分に制限される。

【００２２】本発明には多くの変形がある。これらの変
形のうちの２つが図７、図８に示してある。ここでは、
文字のためのマトリックス・フィールドは、それぞれ、
６ドット、８ドットを用いている。他のドット数も同様
に用い得る。

【００２３】図９に示す実施例は、おそらく最も実用的
なものである。ここでは、各文字に使用するドット数は
、書いている文字に応じて混ぜ合わせてもよい。これは
、すべての筆記配置について最も融通性があり、書き手
が文字の形成について最高の選択の自由度を持つことが
できる。たいていの大文字は、６ドットを用いて、１文
字あたり３ドットを用いて描くことができるが、２，３
の文字は９ドット・マトリックスを用いて描いた方がよ
い場合もある。さらに、文字間にまたがる２ドットある
いはそれ以上のドットを用いれば、フィールド・セパレ
ータをまったく用いていないワードとして文字を分離す
ることができる。

【００２４】図１０は、６，８，９のドット形態マトリ
ックスを用いて文字「Ｄ」についてのいくつかの異なっ
た形態を示している。

【００２５】本発明は、代表的に、一組の３×３または
２×３のマーキングを使用しているが、本発明の文字定
義は、線分が交差するドットよりもむしろ、ドットを連
結する真直ぐな線を検出することによって決まる。従来
技術では、この検出は、接合点でのみ行っていたが、書
類をファックスで送るときに、受信側のファックスが受
信した書類上の或る特定の位置にどの文字が書かれてい
るのかを決めなければならないという問題を提起する。 この問題は、ドットあるいは丸のような接合点における
位置表示マーキングもファックス・プロセスで伝送され
てしまい、異質の情報を加えがちであり、文字が受信側
のファックス・サーバで読み取られるときに受信文字の
一部となると思われる。

【００２６】図１２は、０〜１５までの番号を付けた検
出器フィールド・ロケーションを示しており、この場合
、本発明は、書かれる文字についてのセグメントを求め
、コネクタ・ドットの伝送によって与えられる可能性の
ある無関係な情報を排除する。検出器フィールド・ロケ
ーションの輪郭は文字入力しいとには印刷されず、単に
シートに重ね合わせて本発明によって走査される領域を
示し、フィールド内の文字を決めるだけである。ファッ
クスで送られ得るフォーム上には検出器フィールド・ロ
ケーション輪郭はない。ロケーション０〜１５の各々は
、或る文字をフィールド内に書いたときの１つの線分の
一部を含むだけである。

【００２７】図１３において、文字「Ｋ」がフィールド
に書いてあり、そこに検出器フィールド・ロケーション
０〜１５が重ねてあって本発明の検出プロセスを示して
いる。したがって、ＲＯＭを設けて、識別されたロケー
ションを許容文字の１つと関連付けるとよい。図１３か
らわかるように、文字毎に検出器フィールド・ロケーシ
ョンの２つ以上の組み合わせがあり得る。さらに、検出
されたロケーションが予想文字についての予想ロケーシ
ョン・グループに含まれていない場合、付加的なロケー
ションにストレイ・マークが付く可能性がある。その場
合、１つのロケーションをグループから落とし、許容で
きる文字として識別できる組み合わせが生じるかどうか
を決定することができる。加えて、１つの文字について
潜在的に識別できる検出器フィールド・ロケーションの
可能性のある組み合わせも、また、別の文字についての
可能性のある組み合わせに含まれる可能性があり、検出
器フィールド・ロケーションのサイズを縮小してこの潜
在的な二重識別の混乱を排除することができる。文字を
書こうとしているマトリックス・フィールドのサイズが
比較的小さいので、描かれる線分は比較的真直ぐであり
、湾曲することは少なく、その結果、各潜在的な文字毎
に可能性のある検出器フィールド・ロケーションの組み
合わせが少なくなる。

【００２８】本発明を使用して書き手が文字を書くとき
に従うためのルールは２つあり、すなわち、■文字を真
直ぐな線分でのみ形成しなければならないというルール
と、■各真直ぐな線分をドットで始め、ドットで終わる
ようにしなければならないというルールである。これら
のルールに従うことによって、各文字をだれが書こうと
もほぼ同じサイズ、フォーム、整列状態で、書くことが
できることになる。除去できなかった付加的な重要な自
由度は文字を書くのに用いられた筆記具の描く線分の幅
だけである。この線分幅情報は、望むならば、事前処理
中に除くことができる。

【００２９】検出エラーをさらに減らすためには、許容
文字のサンプルを文字の書き手のガイダンスとして空白
マトリックス・フィールド１２の傍に予め印刷しておく
とよい。

【００３０】文献に見出される２つの主要文字読み取り
法は、特徴認識法とテンプレート突き合わせ法である。 テンプレート突き合わせ法は、あらゆる技術のなかでも
最も簡単である。テンプレート突き合わせ法では、各検
査された文字をあらゆる可能性のある文字についての一
組のテンプレートと比較する。テンプレート突き合わせ
法はあらゆる突き合わせ技術のうち最も単純であるが、
ほぼ完全に形成した文字を充分に活用する必要がある。 手書き文字はサンプル毎にかなり異なっている傾向があ
り、通常は、簡単なテンプレート突き合わせ法には向い
ていない。

【００３１】手書き文字を読み取る技術の状況は、５〜
１０パーセントのオーダーの誤り率である。より高い識
字率を得るためには、同じ文字についての異なったサン
プル間の差異を最小限に押させるように文字に制約を与
える必要がある。本発明は、書き手と無関係にほぼ同一
の文字を形成するように手書き文字の形成を案内するこ
とによってほぼ完全な性能を達成している。すべての文
字が同じ書き手のもののように思えることになる。そし
て、広範囲にわたる種々の認識アルゴリズムに適する要
領でこれを実行する。

【００３２】本発明においては、適応訓練、神経ネット
ワーク、および比較的簡単なテンプレート突き合わせ法
を含む認識プロセスについて多数の異なった文字判断技
術を試してみた。すべてが本発明と一緒に作動すること
がわかった。

【００３３】ファクシミリの場合、文字は一組の画素−
−高さ約４画素／ｍｍで幅８画素／ｍｍの画素セットと
して伝送される。１ｃｍ×１ｃｍの文字は高さで８０画
素、幅で４０画素を占有する。次に、文字は３２００セ
ルのマトリックスを形成して、神経ネットワークのよう
な多種の方法の任意の１つと比較されることになる。

【００３４】読み取りプロセスの速度を向上させるため
に、ショートカット法を使用することができる。すなわ
ち、セル・マトリックスを図１２に示すように多数の検
出器フィールド・ロケーションに分割するのである。各
書かれた文字は、各検出器フィールド・ロケーション内
にある画素の百分率を検査することで決定する。筆記具
の選択には、＃５シャープペンシルから太い黒色マーキ
ングペンまでというように大きな変動があるから、予想
パターンにおけるインク密度を正規化することが望まし
い。これは、各検出器フィールド・ロケーションにおけ
る黒色画素の全数をカウントすることによって行われる
。

【００３５】次に、各検出器フィールド・ロケーション
の黒色画素の数を演算する。１６個の検出器フィールド
・ロケーションの各々における黒色画素の百分率を絶対
カウント数の代わりに用いる。任意の検出器フィールド
・ロケーション内の画素の百分率が閾値より大きいとわ
かったならば、次に、すべての閾値を超える検出器フィ
ールド・ロケーション（１つのマークを含むと考えられ
る）を組としてＲＯＭその他のルックアップテーブル装
置に送る。この方法は同じ組の検出器フィールド・ロケ
ーションを常に横切って良好に書かれた文字について明
確な結論に達するが、他の組み合わせはあいまいになる
可能性がある。たとえば、図１３において、文字「Ｋ」
の黒色マーク線はロケーション３，１３，１４，７，９
をかすめており、ロケーション１０，１１を含むように
書かれる可能性も多分にある。ここで、Ｂａｒａｎ　お
よびＥｓｔｒｉｎ共著の「Ａｎ　Ａｄａｐｔｉｖｅ　Ｃ
ｈａｒａｃｔｅｒ　Ｒｅａｄｅｒ」（１９６０）に記載
されているような蓋然論式マトリックス・パターン・コ
ンパレータあるいはより最近の神経ネットワーク法の１
つに注目されたい。この方法の利点は、入力の数を３２
００個のセルから１６個の検出器フィールド・ロケーシ
ョンに減らしていることにある。これによれば、比較装
置の必要とする演算量がかなり減り、それ故、認識プロ
セスの速度が向上する。大きなセットのサンプル（数千
以上の文字）でプロセッサを訓練することになる。サン
プルが増えれば、それだけ異常な文字の書き方を認識で
きる能力が向上することになる。

【００３６】キーポイントは、検出器フィールド・ロケ
ーションがマトリックスの位置基準ドット付近の領域（
非常に情報が少ない）を避けているということである。 むしろ、情報は基準ドットから離れた検出器フィールド
・ロケーションに含まれているのである。

【００３７】図１７は本発明の文字認識法を説明するフ
ローダイアグラムである。最初に、文字認識用のルック
アップテーブルを、できるだけ多くの変化に富んだ許容
文字を形成法を用いて構築する（ブロック７０）。次に
、読み取ろうとしている文字を含むページを検査する（
ブロック７２）。この図では、そのページをファックス
で送った後に文字認識が実行されつつあると仮定してい
る。手書き文字を含む原稿を直接検査する同様の方法も
用いられた。この検査段階に続いて、このページに書か
れた文字を読み取るためにページの向きを決める（ブロ
ック７４）。これは基準フィールド・セパレータ記号を
識別し、それに対して検出器を整合させる多くの技術の
うちの任意の技術で行われる。次に、検出器フィールド
・ロケーションの各々（図１２参照）を検査して、それ
ぞれの検出器フィールド・ロケーションを文字の一部が
横切っているかどうかを決定する（ブロック７６）。 次に、この検査の結果をルックアップテーブル内に記憶
させてある訓練用サンプル文字と比較し、種々の可能性
のある突き合わせ結果を記憶する（ブロック７８）。次
に、最終段階で、最も一致していると考えられる文字を
選ぶ（ブロック８０）。ここから、制御はライン８２を
経てブロック７４に戻って次の文字を読み取るか、ある
いは、ブロック７８で実際の一致結果がなかった場合に
は、次の文字を読み取るべくブロック７４に戻る前に、
ライン８２′を経てブロック７０に進んで付加的な訓練
用サンプルをルックアップテーブルに加える。

【００３８】各検出器フィールド・ロケーションは個別
に検査され、その検出器フィールド・ロケーションを横
切って線分があるかどうかについて決定がなされる。次
に、検出器フィールド・ロケーションのセットが許容文
字のすべての有効な組み合わせと突き合わされる。各線
分フィールド内の黒色画素の数がカウントされ、或る検
出器フィールド・ロケーションを線分が横切っているか
どうかが判断される。すべての検出器フィールド・ロケ
ーション内の画素の全数について累積計算が行われる。 各検出器フィールド・ロケーション内の画素数をこの累
積画素カウント数で割ると、線幅正規化の効果を得るこ
とができる。すなわち、ペンシル線の太さの影響を除く
ことができる。簡単な二進比較よりもむしろ、各検出器
フィールド・ロケーションに見出される黒色画素の百分
率の方が、種々のペンまたはペンシルの線幅によって生
じる変化性を減らすことができる。

【００３９】本発明の読み取りプロセスの一実施例は、
手書き文字の認識が遠隔のファックス・サーバで行われ
るファックス機入力装置にある。これによれば、現存の
いかなるファックス機を用いても自動「機械読み取り可
能」データ受け入れ能力を得ることができる。手書き文
字を受け入れることのできるフィールドを含むページの
像はファックスを経て遠隔のサーバ（実際の文字認識を
行う）へ送られる。ファックス・サーバを正しく情報を
読み取ることができないときは、エラーの疑いのあるシ
ートを送り戻すことによって付加的な情報をリクエスト
する。この手書き文字読み取り能力は、遠隔のコンピュ
ータからの情報検索を可能とし、共用構内ネットワーク
を用いて大規模組織内でのファクシミリ・メッセージの
やりとりを可能とする。遠隔文字認識の一般的な使用概
念は、「Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ　Ｆａｃｓｉｍｉｌｅ
Ｓｙｓｔｅｍ　Ａｎｄ　Ｍｅｔｈｏｄ　Ｏｆ　Ｉｎｆｏ
ｒｍａｔｉｏｎ　Ｒｅｔｒｉｅｖａｌ」という名称の米
国特許第４，８９３，３３３　号に記載されている。な
お、この米国特許は本出願人に譲渡されている。

【００４０】図１５を参照して、ここには、全システム
・ブロック・ダイアグラムにおける３つの主要ブロック
が示してある。すなわち、ＦＡＸ送受信機１１０と、テ
ルコ・スイッチ１１２と、共用ＦＡＸサーバ１２０とで
ある。ＦＡＸ送受信機１１０は、普通のＦＡＸ送受信機
を代表するものであり、要求者が共用ＦＡＸサーバ１２
０に予め記憶されている選定情報のコピーを要求し、受
け取れるようになっている。本発明の代表する多重回線
環境では、テルコ・スイッチ１１２（電話会社交換機）
が、１つまたはそれ以上のＦＡＸ送受信機１１０をライ
ン１１４ａ〜１１４ｅを経て共用ＦＡＸサーバ１２０の
複数の入力ライン１１６ａ〜１１６ｃに接続する。多重
回線システムは本発明にとって最も効果的な用途である
が、この概念は単線システムにも同様に応用可能である
。

【００４１】代表的なＦＡＸ送受信機１１０は、図１５
に示すように、原稿１３０を読み取り、画素毎、行毎に
グラフィック電子フォーマットでそこから情報をフォー
マットするスキャナ１３２を包含する。グラフィック・
フォーマットされた信号は、次に、スキャナ１３２から
データ・コンプレッサ１３４に送られ、次いで、テルコ
・スイッチ１１２およびサーバ１２０へ伝送するための
モデム１３６に送られる。モデム１３６は、テルコ・ス
イッチ１１２を経てサーバ１２０から信号を受信するよ
うにも作用する。受信された信号は、モデム１３６から
データ・デコンプレッサ１３８へ送られ、そこにおいて
、受信信号が解凍されてからプリンタ１４０に送られる
。プリンタ１４０は、受信した電子信号を、メディア１
４２上に電子信号として符号化されたデータを印刷する
ためのフォーマットに変換する。

【００４２】図１５は、さらに、共用ＦＡＸサーバ１２
０がテルコ・スイッチ１１２のライン１１６ａ〜１１６
ｃと連絡するモデム１２２ａ〜１２２ｃを包含すること
も示している。内部的には、各モデム１２２ａ〜１２２
ｃは、機械読み取り（マーク検知／ＯＣＲ）システム１
２４へ受け取った信号を転送するように接続してある。 機械読み取りシステム１２４からの出力信号はデータ・
セレクタ１２６へ送られ、そこにおいて、他の所望情報
のためのアドレスが復号される。復号アドレスはディス
ク・メモリ１２８に送られ、ここでは、所望のデータが
公知の技術によって圧縮形態で予め記憶されている。選
定されたデータは、次に、ディスク・メモリ１２８から
情報をリクエストしていた適当なモデム１２２ａ〜１２
２ｃへ転送され、対応したライン１１６ａ〜１１６ｃを
経て要求者に送られる。

【００４３】ＦＡＸ送受信機１１０は、伝送しようとし
ている各ページを光学的に走査し、入力ラスタ像を、Ｇ
ｒｏｕｐ３のＦＡＸ送受信機についてＣＣＩＴＴ推奨規
格Ｔ．４に記載されているような圧縮フォーマットへ変
換する。ディジタル出力信号はＣＣＩＴＴ　　Ｖ．２９
モデム１３６を変調する。このモデムは、呼び出し中に
遭遇するライン状態に依存して、９６００／７２００／
２４００ビット／秒で作動する。ファクシミリ・システ
ムで用いられる標準のＶ．２９モデムはハーフ・デュプ
レックス装置である。信号は、まずファクシミリ送受信
機とサーバ１２０の間で一方向へ送られる。あるいは、
このデータ流れ方向を逆転して、「ハンドシェーキング
」信号すなわち調整用信号の受信、それ故、推奨規格Ｔ
．３０に従って画像伝送を可能とするようにする。

【００４４】画像は、推奨規格Ｔ．４の圧縮形態で送ら
れるので、ＦＡＸ送受信機１１０で印刷するために画像
を全ラスタへ展開する必要がある。共用ＦＡＸサーバ１
２０は、１バンク分のＶ．２９モデム１２２ａ〜１２２
ｃとインターフェース接続していて多重ＦＡＸ送受信機
１１０を同時に支援するものとして示してある。しかし
ながら、単線動作のためにはただ１つのモデムで充分で
ある。（Ｇｒｏｕｐ４の機械では、これは６４キロビッ
ト／秒又は他の速度で起きる可能性がある。）共用機械
読み取りシステム１２４は受信信号で作動し、セレクタ
・シートのビットマップから電子的にセレクタ・シート
上のマーキングを検知し、各セレクタ・シート・ページ
上のユーザ・マーキングを解釈する。これらのマーキン
グの値は、検索しようとしている記憶データのロケーシ
ョンを判断するためにデータ命令に変換され、呼び出し
ＦＡＸ送受信機１１０へ送られる。データ記憶の経済性
の観点から、この情報は圧縮フォーマットで保存され、
伝送時に展開する必要はない。

【００４５】第１ファックスから第２ファックスへ伝送
した後に読み取るのと異なり、文字入力シート１０を直
接読み取るためには、図１６に示すようなシステムを使
用できる。文字入力シート１０は、レンズ５２の下に置
き、このレンズを通して、感光スキャナ５４で走査する
。このスキャナ５４は、最初、もしあるならばフィール
ド・セパレータ１４を用いて個々の文字フィールド、あ
るいは、文字マトリックスの個々のコネクタ・データを
位置確認する。次に、スキャナ５４は検出器フィールド
・ロケーションを走査して、各検出器フィールド・ロケ
ーションにマークがあるかどうかを判断する。この情報
は検出器５６に送られ、そこにおいて、ロケーションの
色密度がシート１０の背景色で積分される。もし個々の
ロケーションでの結果の値が所定の閾値を超えているな
らば、そのロケーションはシート１０に入力された文字
の一部を含むと判断される。次に、検出器５６が各検出
器フィールド・ロケーション毎にディジタル信号を発生
する。これらのディジタル信号はラッチ６０に送られ、
このラッチにおいて、ルックアップテーブルＲＯＭ６４
についてのアドレスを生成するように保持され、どの文
字がシート１０上の各ロケーションにあるかが決定され
る。

【００４６】本発明の一用途は、呼び出す側ファクシミ
リ機を識別するように入力紙シートに書き込んだ電話番
号の使用である。文字情報の付加的な事後処理では、以
下に述べるように、本発明は、呼び出し側ファックス送
受信機の電話番号を、たとえそれがかなり不完全な手書
きであっても、非常に高精度で自動検出するのを可能と
する。

【００４７】この場合、読もうとしている番号は自動フ
ァックス・サーバからの情報をリクエストする入力ファ
ックス・メッセージのファックス電話番号である。入力
側ファックスのソースについての情報は、図１４のフロ
ーチャートに示されるような、いくつかの異なっている
、不完全なソースからも導き出され得る。情報としては
、次のものがある。すなわち、

【００４８】Ａ＝ファックス・サーバによって最初に読
み取られるような、本発明で使用される電話番号文字（
エラーの可能性がある）

【００４９】Ｂ＝電話システム自動番号識別（ＡＮＩ）
システムの受信するような電話番号（常に存在するわけ
ではなく、常に正しいわけでもない）

【００５０】Ｃ＝呼び出しステーション・ファックス機
　（Ｃａｌｌｉｎｇ　Ｓｔａｔｉｏｎ　Ｉｄｅｎｔｉｆ
ｉｃａｔｉｏｎまたはＣＳＩＤ）内に見出される電話番
号（通常は不正確である）

【００５１】図１４のフロー
チャートは、任意の読み取りエラーを補正すべく情報の
冗長度を用いており、非常に短いファックス・メッセー
ジは読み取られ得ない。そして、短い場合には、システ
ムはそのメッセージを蹴り出して手動読み取りを求める
。したがって、たとえユーザがドット開始、ドット終了
の割り当てられたルールに正確に従っていない場合でも
、全体的な読み取り精度はきわめて高い。図には、常に
ルールに従うとは限らないユーザに対する極端な信頼性
にとって必要なレベルまで精度を高める事後処理の一般
的な概念を表示している。

【００５２】

【発明の効果】ただ真直ぐな線分だけを用いて書いた文
字の情報を説明したが、この方法についての小変更も本
発明の範囲内にある。たとえば、書き手が幾分湾曲した
線と真直ぐな線とを用いて或る種の文字を書くことは可
能である。この場合、ドット位置は、強制的な開始・停
止位置としてでなく、一般的なガイダンス・マーキング
と解釈され、従来の方法と比べて或る程度の許容範囲の
読み取り精度低下にもかかわらず、書き手により大きな
自由度を与える。

【００５３】同様に、文字認識のために他の手段、たと
えば、多重画素ロケーションを用いるテンプレート突き
合わせ法や、決定論的な根拠あるいは蓋然論的な神経ネ
ットワークに基づいた特徴認識法も使用できる。本発明
の本質は、文字の基準位置を用いてそれらをより有効に
認識すること、ならびに、たいていの文字の真直ぐな線
分のための開始位置および停止位置としてドットを用い
ることにある。

【００５４】本発明を用いたテストでは、４５０個のサ
ンプル手書き数字のうち４４９個が正しく識別された。 これは約９９．８％の識字率である。この改良は、すべ
ての文字が、それを誰が書いたかには関係なく、同じ人
間によって書かれたかのように文字の書き方に制約を与
える。

【００５５】本発明をいくつかの作動モードで説明して
きたが、先の説明を読み、図面を検討することによって
種々の変更、修正を実現できると考えられる。したがっ
て、請求の範囲が本発明の真の精神および範囲内に入る
すべてのこのような変更、修正を含むものとして解釈さ
れるべきと考える。

【図面の簡単な説明】

【図１】９ドット・マトリックス・フィールドを用いて
文字を手書きするためのシートの配置を示す図である。

【図２】図１の９ドット・マトリックスを用いて書いた
０から９までの数字のセットを示す図である。

【図３】図１の９ドット・マトリックスを用いて書いた
アルファベット大文字のセットを示す図である。

【図４】いくつかの文字を書くいくつかの代替法を示す
図である。

【図５】普通のアルファベット、数字の混じり合ったフ
ィールドを共有できるアルファベット文字セット、数字
セットについての１つの可能性のある修正案を示す図で
ある。

【図６】小文字を記録するのに用いる９ドット・フィー
ルドを示す図である。

【図７】６ドット文字のセットも可能であることを示す
図である。

【図８】８ドット・フィールドを用いる場合を示す図で
ある。

【図９】６ドットと９ドットの文字を混ぜ合わせること
ができるようにセパレータ・バーを除いた状態を示す図
である。

【図１０】６ドットあるいは９ドットのパターンのいず
れかを用いて文字の別の形成法を実行し得ることを示す
図である。

【図１１】バー分離式９ドット・フィールドの１つの構
成を示す図である。

【図１２】本発明の９ドット・フィールド実施例におい
て文字を区別するのに用いられる１６個の線分領域を示
す図である。

【図１３】９ドット・マトリックス・フィールド上に文
字「Ｋ」を描き、その上に図１２の線分領域を重ね合わ
せて本発明によって描かれた文字を検出する状態を示す
図である。

【図１４】全体的な読み取り精度を改善すべく文字読み
取りをどのように事後処理するかを説明するフローチャ
ートである。

【図１５】本発明の文字入力シートの各マトリックス・
フィールドに記録された手書き文字をファックス・サー
バによって受信した後に読み取るためにファックス・サ
ーバに接続したＦＡＸ送受信機の概略ブロック図である
。

【図１６】本発明の文字入力シートの各マトリックス・
フィールドに記録した手書き文字を直接読み取るための
システムを例示する概略ブロック図である。

【図１７】本発明の文字入力シートに入力した情報を読
み取るための、本発明の一方法を説明するフローチャー
トである。

【符号の説明】

１０　　　　文字入力シート １２　　　　ドット・マトリックス・フィールド１４　
　　　フィールド・セパレータ ５２　　　　レンズ ５４　　　　スキャナ ５６　　　　検出器 ６０　　　　ラッチ １１０　　　　ＦＡＸ送受信機 １１２　　　　テルコ・スイッチ １２０　　　　共用ＦＡＸサーバ １２２ａ　　モデム １２２ｂ　　モデム １２２ｃ　　モデム １２４　　　　機械読み取りシステム １２６　　　　データ・セレクタ １２８　　　　ディスク・メモリ １３０　　　　原稿 １３２　　　　スキャナ １３４　　　　データ・コンプレッサ １３６　　　　モデム １３８　　　　データ・デコンプレッサ１４０　　　　
プリンタ

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機械読み取りに適した手書き文字を受ける
   ための制約文字入力フォームであって、前記手書き文字
   を受け取るウェブと、列と行で配置した少なくとも３つ
   の最小サイズの可視ドットからなるカウント可能な数の
   予め印刷した配座とを包含し、各配座が３つの等間隔の
   ドットの列の間隔に等しい高さを有し、前記ドットのう
   ち２つまたはそれ以上のドットから発し、ドットで終わ
   るほぼ真直ぐな線を用いて文字を手書きできるようにし
   たことを特徴とする制約文字入力フォーム。
2. 【請求項２】請求項１記載の制約文字入力フォームにお
   いて、各配座が少なくとも２つの列を有し、各列がその
   列の全高を定める少なくとも２つのドットを有すること
   を特徴とする制約文字入力フォーム。
3. 【請求項３】請求項２記載の制約文字入力フォームにお
   いて、各配座が２つの列を有し、各列が高さ方向に３つ
   の等間隔のドットからなることを特徴とする制約文字入
   力フォーム。
4. 【請求項４】請求項２記載の制約文字入力フォームにお
   いて、各配座が３つの列を有し、各列が高さ方向に３つ
   の等間隔のドットからなることを特徴とする制約文字入
   力フォーム。
5. 【請求項５】請求項２記載の制約文字入力フォームにお
   いて、各配座が第１，第２，第３の３つの列を有し、各
   列が３つの等間隔のドットからなる列の間隔に等しい高
   さを有し、前記第１，第３の列が３つのドットを含み、
   前記第２の列が２つのドットを有し、この列の頂部に１
   つ、底部に１つのドットがあることを特徴とする制約文
   字入力フォーム。
6. 【請求項６】請求項１記載の制約文字入力フォームにお
   いて、各配座が複数の列を包含し、各列が１文字あたり
   少なくとも１つの列を用いて文字を記録するための３つ
   の等間隔のドットを有することを特徴とする制約文字入
   力フォーム。
7. 【請求項７】請求項６記載の制約文字入力フォームにお
   いて、メッセージを分離するように選んだ文字間に少な
   くとも１つの空白列が残されていることを特徴とする制
   約文字入力フォーム。
8. 【請求項８】請求項６記載の制約文字入力フォームにお
   いて、ワードを分離するように選んだ文字間に少なくと
   も１つの空白列が残してあることを特徴とする制約文字
   入力フォーム。
9. 【請求項９】請求項１記載の制約文字入力フォームにお
   いて、さらに、前記ドットの配座と一致して基準マーキ
   ングが設けてあり、各配座の精密な位置参照を行えるよ
   うにしたことを特徴とする制約文字入力フォーム。
10. 【請求項１０】請求項１記載の制約文字入力フォームに
    おいて、さらに、前記配座のうち、数字の受諾のための
    ものと、他の文字の受諾のためのものとを描写する指示
    を包含することを特徴とする制約文字入力フォーム。
11. 【請求項１１】請求項１記載の制約文字入力フォームに
    おいて、いくつかの配座が数字を受諾できるように予約
    され、他の配座がアルファベット文字を受諾できるよう
    に予約されることを特徴とする制約文字入力フォーム。
12. 【請求項１２】請求項１記載の制約文字入力フォームに
    おいて、前記配座の各々が３つのドットからなる行、列
    で９つのドットを有し、小文字が前記９ドット配座の最
    も左あるいは最も下の６つのドットに拘束され、大文字
    が全高であり、前記９ドット配座の少なくとも中央垂直
    方向列を占有することを特徴とする制約文字入力フォー
    ム。
13. 【請求項１３】自動化文字読み取り装置に文字を手書き
    で入力する方法であって、 ａ．列、行に配置した少なくとも３つの最小サイズの可
    視ドットからなるカウント可能な数の予め印刷した配座
    を有する、手書き文字を受け入れるためのウェブを用意
    し、前記配座の各々が、３つの等間隔のドットからなる
    列の間隔に等しい高さを有し、前記ドットのうちの２つ
    またはそれ以上のドットから発し、ドットで終わる線と
    して文字を手書きできるようにした段階と、ｂ．前記ウ
    ェブにカウント可能な数の文字を手書きし、各文字を前
    記ドットのうちの選ばれたもので出発し、終わる一連の
    線として描く段階と、 ｃ．前記ウェブを光学的に走査する段階と、ｄ．１つの
    配座内で各対になった隣り合うドット間で前記ウェブに
    マーキングに対応する電気信号を発生させる段階と、 ｅ．段階ｄの前記電気信号を一組の受諾可能な文字に対
    応する一組の基準信号と比較し、手書き文字に最も一致
    した文字を決定する段階とを包含することを特徴とする
    方法。
14. 【請求項１４】請求項１３記載の方法において、すべて
    の文字がほぼ真直ぐな線分で形成してあることを特徴と
    する方法。
15. 【請求項１５】請求項１３記載の方法において、段階ｄ
    が、 ｆ．前記ウェブのマーキングに対応する電気信号を遠隔
    の受信機に伝送する段階と、 ｇ．前記電気信号を受信し、これを、１つの配座内の各
    対になった隣り合うドット間にある前記ウェブのマーキ
    ングに対応する個々の電気信号に変換する段階とを包含
    することを特徴とする方法。
16. 【請求項１６】請求項１３記載の方法において、さらに
    、 ｈ．前記受諾可能な文字の各々を描く代替方法を含むよ
    うに前記組になった基準信号を訓練する段階と、を包含
    することを特徴とする方法。
17. 【請求項１７】請求項１３記載の方法において、段階ａ
    の各配座が複数の列を包含し、各列が１文字あたり少な
    くとも１つの列を用いて文字を記録するための３つの等
    間隔のドットを有することを特徴とする方法。
18. 【請求項１８】請求項１７記載の方法において、メッセ
    ージを分離するように少なくとも１つの空白列が選んだ
    文字間に残されていることを特徴とする方法。
19. 【請求項１９】請求項１７記載の方法において、ワード
    を分離するように少なくとも１つの空白列が選んだ文字
    間に残されていることを特徴とする方法。
20. 【請求項２０】請求項１３記載の方法において、段階ａ
    の前記配座の各々が、３つのドットからなる行、列で９
    つのドットを有し、小文字が前記９ドット配座の最も左
    あるいは最も下の６つのドットに制約され、大文字が全
    高であり、前記９ドット配座の少なくとも中央垂直方向
    列を占有していることを特徴とする方法。
21. 【請求項２１】請求項１３記載の方法において、前記ウ
    ェブが、前記配座のうち、数字の受諾のためのものと、
    他の文字の受諾のためのものとを描写するための指示を
    包含することを特徴とする方法。
22. 【請求項２２】請求項１３記載の方法において、前記ウ
    ェブが数字を受諾するためのいくつかの配座を描写する
    指示を包含し、他の配座がアルファベット文字を受諾す
    るように描写されることを特徴とする方法。